工程力學(xué)顧曉勤劉申全練習(xí)冊習(xí)題答案

1、第一章靜力學(xué)根底1-1畫出以下各圖中物體A,構(gòu)件AB,BC或ABC的受力圖,未標(biāo)重力的物體的重量不計,所有接觸處均為光滑接觸.F(c)1-3畫出圖中指定物體的受力圖.所有摩擦均不計,各物自重除圖中已畫出的外均不計.(a)(b)(1)AC段梁(2)CD段梁(3)3ft(c)(d)(1)=壞門)AB軒QA仔(e)第二章平面力系2-1電動機重P=5000N,放在水平梁AC的中央,如下圖.梁的A端以錢鏈固定,另一端以撐桿BC支持,撐桿與水平梁的夾角為30°.如忽略撐桿與梁的重量,求絞支座A、B處的約束反力.題2-1圖、Fx-0,FBcos30-FAcos30'-0Fy-0,FAsin

2、30FBsin30'-P解得：Fa=Fb=P=5000N2-2物體重P=20kN,用繩子掛在支架的滑輪B上,繩子的另一端接在絞車D上,如圖所示.轉(zhuǎn)動絞車,物體便能升起.設(shè)滑輪的大小及軸承的摩擦略去不計,桿重不計,A、B、C三處均為錢鏈連接.當(dāng)物體處于平衡狀態(tài)時,求拉桿AB和支桿BC所受的力.題2-2B、Fx=0,Fab一FBCcos30-Psin30=0Fy=0,FBCsin30-Pcos30P=0解得:Fab3.732PFbc=2.732P2-3如下圖,輸電線ACB架在兩電線桿之間,形成一下垂線,下垂距離CD=f=1m,兩電線桿間距離AB=40m.電線ACB段重P=400N,可近視認(rèn)

3、為沿AB直線均勻分布,求電線的中點和兩端的拉力.題2-3圖以AC段電線為研究對象,三力匯交“FxU0,FaCOS,=Fc,'、Fy=0,FASin：=Fgtan-1/10解得：Fa=201NFc=2000N2-4圖示為一拔樁裝置.在木樁的點A上系一繩,將繩的另一端固定在點C,在繩的點B系另一繩BE,將它的另一端固定在點E.然后在繩的點D用力向下拉,并使繩BD段水平,AB段鉛直；DE段與水平線、CB段與鉛直線成等角Q=0.1rad弧度當(dāng)口很小時,tan口a.如向下的拉力F=800N,求繩AB作用于樁上的拉力.a題2-4圖作BD兩節(jié)點的受力圖D節(jié)點：工Fx=0,FeCOSoc=Fbd,&#

4、163;Fy=0,Fesina=FB節(jié)點：“FxuQFcSin=FbdFyuQFcCOS、-Fa聯(lián)合解得：Fa=:100F=80kNtan;2-5在四連卞f機構(gòu)ABCD的錢鏈B和C上分別作用有力Fi和F2,機構(gòu)在圖示位置平衡.求平衡時力F1和F2的大小間的關(guān)系.題2-5圖以B、C節(jié)點為研究對象,作受力圖B節(jié)點：“Fx1=QFBCcos45F1=0C節(jié)點：£Fx2=0,F2cos30°+Fbc=0F16解得：口F242-6勻質(zhì)桿重W=100N,兩端分別放在與水平面成30°和60°傾角的光滑斜面上,求平衡時這兩斜面對桿的約束反力以及桿與水平面間的夾角.題2-

5、6圖2-7梁AB上作用一力偶,力偶矩為情況下,支座A和B的約束反力.(a)M,梁長為1,梁重不計.求在圖a,b,兩三種(b)題2-7圖a)Fa=FBM丁(注意,這里,A與B處約束力為負(fù),表示實際方向與假定方向相反,結(jié)果應(yīng)與你的受力圖一致,不同的受力圖其結(jié)果的表現(xiàn)形式也不同)(b)Fa=Fb2-8在題圖所示結(jié)構(gòu)中二曲桿自重不計,曲桿AB上作用有主動力偶,其力偶矩為M,試求A和C點處的約束反力.題2-8圖作兩曲桿的受力圖,BC是二力桿,AB只受力偶作用,因此A、B構(gòu)成一對力偶.即Fa=FbmMa=0,Fb'aFb'3a=M22MFB:4aFa二Fb=Fc、2M4a2-9在圖示結(jié)構(gòu)中

6、,各構(gòu)件的自重略去不計,在構(gòu)件BC上作用一力偶矩為M的力偶,各尺寸如圖.求支座A的約束反力.題2-9圖1作受力圖2、BC只受力偶作用,力偶只能與力偶平衡Fb3、構(gòu)件ADL力匯交FxFa2=0,-Fa-Fc'=02J2M2-10l四連桿機構(gòu)ABCD中的AB=0.1m,CD=0.22m,桿AB及CD上各作用一力偶.求A、D兩絞處的約束反力及力偶矩m2.在圖示位置平衡.m1=0.4kN.m,桿重不計,題2-10圖AB桿：ZM=0,FBlABsin30©=M1CD桿£M=0,FBlCDsin75'=M2,BCD2解得：M2=1.7kNm2-11滑道搖桿機構(gòu)受兩力偶作

7、用,在圖示位置平衡.OOi=OA=0.4m,mi=0.4kN.m,求另一力偶矩m2.及O、Oi處的約束反力.OB桿和滑塊：ZM=0,Fa'm0.4msin600=M1CD桿工M=0,FA煞73>0.4=M解得：FA=1.15kN,M2=0.8kNmFO=FO1=Fa=1.15kN2-12試求圖示各梁支座的約束反力.設(shè)力的單位為kN,力偶矩的單位為kN.m,長度的單位為m,分布載荷集度為kN/m.m-8lL爹弓.了".二.十砥&»(a)(b)題2-12圖20受力分析如圖:“Ma=0,200.80.48Fb1.6=202.4“Fy=0,FaFb=200.8

8、20解得：Fa=15kN,FB=21kN受力分析如圖:MA=0,3Fy二0,FAy2022=Fb3B2J3202Fx二0,Fax解得:FAx=15.98kN,FxAy=12.33kN,FB=31.95kN2-13在圖示a,b兩連續(xù)梁中,q,M,a,及日,不計梁的自重.求各連續(xù)梁在A,B,C三處的約束反力.(b)(a)題2-13圖MAx.A1作受力圖,BC桿受力偶作用Fb=Fcacos"2.對AB桿列平衡方程M,“FX=0,FAx=FB'sintana'Fy=0丹Fb'cosMa'Ma(F)=0,MA=Fb'cosa=MM,Faxtanua1.以

9、BC為研究對象,列平衡方程'FX=0,FBxnFCsInX,BXC'Fy=0,FBy-qaFCcos"=0,、Mb(F)=0,FCcos)2a=-qa2FbxFByqa2qaFx=0,Fax=FbxqatamFY=0,FAy=FByqaMb(F)=0,Ma=FBy122qaAxFbxqatanfFAyFByqa212qaFcqa2-14水平梁AB由錢鏈A和桿BC所支持,如下圖.在梁上D處用銷子安裝半徑為P=1800Nr=0.1m的滑輪.有一跨過滑輪的繩子,其一端水平地系于墻上,另一端懸掛有重的重物.如AD=0.2m,BD=0.2m,4=45°,且不計梁、桿、

10、滑輪和繩的重量.求錢鏈A和桿BC對梁的約束反力.1 .以滑輪和桿為研究對象,受力分析如圖2 .列平衡方程：解得:Fx=0,Fax-P-FbFy:0,FAyFb2MA(F)=0,PrFFaxFAy=2400N=1200NJ220.6-P(0.2r)=Fb=848.5NP=300kNI,2-15如下圖,三絞拱由兩半拱和三個錢鏈A,B,C構(gòu)成,每個半拱重l=32m,h=10m.求支座A、B的約束反力.題2-15圖以整體為研究對象,由對稱性知:Fax二FbxFAy=FBy=P二300kN以BC半拱為研究對象By"MC=0,P3Fh=FC,bx8Fbx=Fax=120kN2-16構(gòu)架由桿AB,

11、AC和DG組成,如下圖.桿DG上的銷子E可在桿AC的光滑槽內(nèi)滑動,不計各桿的重量,在水平桿DGF的一端作用鉛垂力F.求鉛直桿AB上錢鏈A,D和B所受的力Fy:0,FByF-FCyMb(F)=0,Fc廠FFBy=0,Fc廠F2.以DG桿為研究對象,列平衡方程Fx:0,Fbx-Fdx-FaxFy=0,FBy-FDy-FAyMb0,FdxaFax2a=Fax解得：FbxFAy3.以AB桿為研究對象,列平衡方程Fx=0,Fdx'FeFy=0,FDy'Fe、22、2MD(F)=0,Fe22a2-F2a尺寸如下圖,2-17圖示構(gòu)架中,物體重1200N,由細(xì)繩跨過滑輪E而水平系于墻上,不計桿

12、和滑輪的重量.求支承A和B處的約束反力以及桿BC的內(nèi)力Fbc以整體為研究對象Fx=0,Fax二PFy:0,FAyFbMa(F)=0,Fb4-P(2r)-P(1.5-r)=0FAx=1200Nx鏟.日FAy=150N解得：AyFb=1050N以CDE桿和滑輪為研究對象21.5%Md(F)=0,Fb-P1.5=01.5222解得：Fb=-1500N2-18在圖示構(gòu)架中,各桿單位長度的重量為300N/m,載荷P=10kN,A處為固定端,B,C,D處為絞鏈.求固定端A處及B,C為絞鏈處的約束反力.2-22均質(zhì)箱體A的寬度b=1m,高h(yuǎn)=2m,重P=200kN,放在傾角日=30°的斜面上.箱體

13、與斜面間的摩擦因數(shù)fs=0.2.今在箱體的C點系一無重軟繩,方向如下圖,繩的另一端繞過滑輪D掛一重物巳BC=a=1.8m.求使箱體處于平衡狀態(tài)的重物E的重量.2-23尖劈頂重裝置如下圖.在B塊上受力P的作用.A與B塊間的摩擦因數(shù)為fs其他有滾珠處表示光滑.如不計A和B塊的重量,求使系統(tǒng)保持平衡的力F的值.產(chǎn)以整體為研究對象,顯然水平和鉛直方向約束力分別為F,P以A滑塊為研究對象,分別作出兩臨界狀態(tài)的力三角形FmaxtPtan：.FminnPtanG-其中P為摩擦角,tanp=fsPtan-?-FPtan：題2-24圖2-25均質(zhì)長板AD重P,長為4m,用一短板BC支撐,如下圖.假設(shè)AC=BC=

14、AB=3m,BC板的自重不計.求A、B、C處的摩擦角各為多大才能使之保持平衡.題2-25圖第三章空間力系3-1在正方體的頂角A和B處,分別作用力Fi和F2,如下圖.求此兩力在x,y,z軸上的投影和對x,y,z軸的矩.并將圖中的力系向點O簡化,用解析式表示主矢、主矩的大小和方向.3-7平行力系由五個力組成,力的大小和作用線的位置如下圖.圖中小正方格的邊長為10mm.求平行力系的合力.題3-7圖3-8求以下各截面重心的位置.1.建立圖示坐標(biāo)系I.SI=27050,yC=150II§=30030,yC=0yc二270501502705030030二90X50(a)題3-8圖第五章桿件的內(nèi)力

15、5-1試求圖示各桿1-1、2-2、3-3截面上的軸力,并作軸力圖.T/kNm5-2試求圖示各桿在1-1、2-2截面上的扭矩.并作出各桿的扭矩圖.題5-2圖5-3在變速箱中,低速軸的直徑比高速軸的大,何故?PMe=9549,n變速箱中軸傳遞的扭矩與軸的轉(zhuǎn)速呈反比,低速軸傳遞的扭矩大,故軸徑大.5-4某傳動軸,由電機帶動,軸的轉(zhuǎn)速n=1000r/min(轉(zhuǎn)/分),電機輸入的功率P=20kW,試求作用在軸上的外力偶矩.一ccPcc20M.=95499549=1909.8Nmen10005-5某傳動軸,轉(zhuǎn)速n=300r/min,輪1為主動輪,輸入功率P=50kW,輪2、輪3與輪4為從動輪,輸出功率分別

16、為P2=10kW,P3=P4=20kW.(1) 試畫軸的扭矩圖,并求軸的最大扭矩；(2) 假設(shè)將輪1和輪3的位置對調(diào),軸的最大扭矩變?yōu)楹沃?對軸的受力是否有利.題5-5圖=9549%=318.3NmnMe1=9549旦=1591.5NmMe2nMe3=Me4=9549P3n=636.6NmTmax=1273.2Nmmax318.3951.9T'=954.9Nmmax對調(diào)后,最大扭矩變小,故對軸受力有利.5-6圖示結(jié)構(gòu)中,設(shè)P、q、a均為,截面1-1、2-2、3-3無限接近于截面C或2m=qaP=qaP=20CN(a)200題5-6圖2q=10kNm200(b)200m=qaP=qa200200(c)5-7設(shè)圖示各梁上的載荷P、矩方程；(2)作剪力圖和彎矩圖;DAt±i22D200(d)題5-6圖q、m和尺寸a皆為,(1)列出梁的男力方程和彎判定Qmax和Mmax守aUhuill蘆-I-3m/2a.題5-7圖題5-7圖5-8圖示各梁,試?yán)眉袅?、彎矩與載荷集度間的關(guān)系畫剪力圖與彎矩圖.題5-8圖qmrnr5-9梁的彎矩圖如下圖